基于模糊數學感官評價法優化無蔗糖 菠蘿果渣曲奇餅干配方

隨著生活水平提高，人們更加關注飲食營養與健康。曲奇餅干高糖、高熱量，使一些消費者望而卻步[1]。因此，迫切需要開發符合現代營養需求的新型餅干。而菠蘿常被用來生產果汁，而其果渣作為副產物并未得到充分利用。菠蘿果渣富含的膳食纖維有助于人體消化吸收，可改善血液循環、降血壓[2]，其營養成分也與果肉相近[3]。

本文在曲奇餅干中添加菠蘿果渣、用麥芽糖醇代替蔗糖，其中菠蘿果渣可豐富餅干口感、改善風味，也可潤腸、降血脂、預防心腦血管疾病；麥芽糖醇與蔗糖相比，熱量低、可預防齲齒、不刺激胰島素分泌、還能抑制脂肪堆積，更適合糖尿病人和肥胖人群[4]。在食品工藝研究中，感官評價是主要的評判指標。評分法易受評價員主觀因素的影響，客觀性差，存在較大誤差[5]。而模糊數學感官評價法則綜合考慮了所有因素及權重，使結果更加科學[6]。因此，本文運用模糊數學感官評價法研究無蔗糖菠蘿果渣曲奇餅干的配方，希望得到一款菠蘿風味餅干，低糖低熱量，富含膳食纖維，符合現代營養需求。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

菠蘿、雞蛋、低筋面粉，市售；麥芽糖醇，睢縣甘淳商貿有限公司；黃油，廣漢喜禾食品有限公司。

1.2 試驗設備

YP10001型電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司；BL-4型電烘爐，廣州達爾信食品機械有限公司；FF-68-98型多功能烘干機，瑞安市峰發食品機械廠；FW-100型高速粉碎機，北京科偉永興儀器有限公司；電動打蛋器，中山市朗飛電器有限公司；破壁機，中山市怡馨電器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 基礎配方

低筋面粉100%（以低筋面粉含量為基準），黃油80%，菠蘿果渣12%，麥芽糖醇24%，雞蛋液16%，上火溫度160 ℃，下火溫度150 ℃，烘烤22 min。

1.3.2 工藝流程

菠蘿果渣曲奇餅干制作工藝流程為黃油、麥芽糖醇→打發→加入低筋面粉、菠蘿果渣、雞蛋液→混合→擠壓成型→烘烤→冷卻→成品。

1.3.3 操作要點

①菠蘿果渣的制備。菠蘿去皮切塊用破壁機打碎并過濾。將果渣置于烘干機中（80 ℃，6 h），冷卻后粉碎并過200目篩。②打發。黃油室溫軟化，加麥芽糖醇，攪打至黏稠。③混合。加入低筋面粉、菠蘿果渣和雞蛋液，混勻并揉搓成團。④擠壓成型、烘烤、冷卻。用裱花槍擠出形狀大小均勻的餅胚，于電烘爐中烘烤。完成后冷卻至室溫即可。

1.3.4 配方優化

（1）單因素試驗。在其他條件不變的情況下，采用單因素試驗，分別設置菠蘿果渣添加量為4%、8%、12%、16%和20%；麥芽糖醇添加量為8%、16%、24%、32%和40%；雞蛋液添加量為10%、16%、22%、28%和34%，探究各因素對餅干品質的影響。

（2）正交試驗。在單因素試驗的基礎上，設計L9(34)正交試驗，以模糊數學感官綜合評分為指標，確定最佳配方[7]。正交試驗因素與水平見表1。

表1 正交試驗因素與水平表

1.3.5 感官評價

選擇10位評價員（5男5女），對餅干感官品質進行評價，每個評價指標分為優、中、差3個等級，評定標準見表2。

表2 感官評定標準表

1.3.6 模糊數學感官評價模型建立

（1）建立因素集。設因素集為U={u1,u2,u3,u4,u5}，其中u1=色澤、u2=外形、u3=口感、u4=風味、u5=組織結構。

（2）建立評語集。設評語集為V={v1,v2,v3}，其中v1=優、v2=中、v3=差。

（3）建立權重集。采用“0～4評判法”[8]確定權重，W={0.24,0.15,0.27,0.27,0.07}，即色澤、外形、口感、風味和組織結構分別占比0.24、0.15、0.27、0.27和0.07。

（4）確定模糊矩陣及感官評分。根據評價標準對樣品進行評價，然后將結果中優、中、差的數量除以評價員人數，得出其所占比例并建立樣品的模糊矩陣R，再依據公式B=W·R計算各樣品的綜合評價結果。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 菠蘿果渣添加量的確定

由圖1可知，隨著菠蘿果渣添加量的增加，餅干的感官評分呈先上升后下降的趨勢，當添加量為12%時，餅干具有菠蘿風味且酸甜適宜，花紋清晰、色澤均勻，感官評分較高。當添加量超過12%時，酸味上升，導致感官評分下降。所以菠蘿果渣的最佳添加量為12%。

圖1 菠蘿果渣添加量對餅干感官品質的影響圖

2.1.2 麥芽糖醇添加量的確定

由圖2可知，隨著麥芽糖醇添加量的增加，餅干的感官評分呈先上升后下降的趨勢，當添加量達到24%時，餅干口感松脆，菠蘿風味明顯，組織結構良好，感官評分最高。但麥芽糖醇添加量超過24%時，餅干味道過甜，菠蘿風味逐漸被掩蓋，導致感官評分降低。因此，麥芽糖醇的最佳添加量為24%。

2.1.3 雞蛋液添加量的確定

由圖3可知，隨著雞蛋液添加量增加，餅干的感官評分呈先上升后下降的趨勢，添加量為22%時，餅干酸甜適中，焙烤風味和菠蘿風味濃郁，顏色均勻，感官評分最高。但當雞蛋液的添加量超過22%時，餅干不易成型，且雞蛋液風味掩蓋了菠蘿風味，感官評分降低。因此，雞蛋液的最佳添加量為22%。

圖2 麥芽糖醇添加量對餅干感官品質的影響圖

圖3 雞蛋液添加量對餅干感官品質的影響圖

2.2 模糊數學感官評價結果

10名評價員對正交試驗9組餅干的評價結果見表3，建立模糊矩陣R[9]，依據模糊變換原理，樣品i評價結果為Bi=X·Ri，使用矩陣乘法計算綜合感官評分，避免取大取小算法帶來的誤差[10]。

表3 餅干感官評價結果表

以樣品1為例，將表3結果轉化為模糊矩陣R1，并計算其綜合評價結果為

同理B2-B9的綜合評價結果為B2=(0.752,0.241,0.007)；B3=(0.645,0.243,0.112)；B4=(0.951,0.049,0)；B5=(0.796,0.197,0.007)；B6=(0.552,0.367,0.081)；B7=(0.791,0.202,0.007)；B8=(0.657,0.229,0.114)；B9=(0.53,0.402,0.068)。

2.3 正交試驗結果與分析

為更好地比較各樣品感官品質的優劣，分別賦予優、中、差3個等級90分、70分、50分，再將綜合評價結果的各數值與對應的等級分數相乘并求和，得出各樣品最終模糊感官評分，見表4。

表4 正交試驗結果表

由試驗結果可知，RA＞RC＞RB，即影響餅干的因素大小順序為菠蘿果渣添加量＞雞蛋液添加量＞麥芽糖醇添加量。k值分析顯示的各因素的最優組合為A1B2C2，與正交試驗最優結果一致，即菠蘿果渣添加量為8%、雞蛋液添加量為22%、麥芽糖醇添加量為24%。

3 結論

采用模糊數學感官評價法對無蔗糖菠蘿果渣曲奇餅干配方進行優化，可減少主觀因素的影響，使評價結果更具科學性。通過單因素試驗及正交試驗，得到了最優配方，即在低筋面粉100%（以低筋面粉含量為基準）、黃油80%、上火溫度160 ℃、下火溫度150 ℃、烘烤22 min的條件下，添加菠蘿果渣8%、麥芽糖醇24%、雞蛋液22%，制作出的無蔗糖菠蘿果渣曲奇餅干感官品質最優，菠蘿味濃郁、營養價值高、低糖低熱量，適合肥胖人群、糖尿病人食用。本研究也為菠蘿果渣的多樣化加工提供了途徑，具有良好的應用前景。